Способ намораживания льда в термоэлектрическом льдогенераторе

 

;„, Ж„, .1747821 А1

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 25 С 1/12, F 25 B 21/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВ ГОРСКбМУ СВИДЕТЁЛЬСТВУ.-; : 2 (21) 4699273/13, ". ; . . .::,::: ..",::,.:,.:; ., .:. (54) СПОСОБ НАМОРАЖИВ)АНИЯ ЛЬДА В (46) 15.07.92. Бюл. Й 26::- :;. -; ".; :. ::, - ;,::: ТОРЕ (71) Кйевское научно-производственное::;-. (57) Использование . ме))дицийа, пищевая объединение "Веста" .-.:. :-;-. ..":.:. :;:;-,::.- -.: промышленность. Способ включает охлажде(72) С. О. Филин, В. Ю. Задирака,.И. М..:;).: ние заливаемой в льдоформу воды, изменеТимошок, С, О. Журбенко и С; А, Зарудный —;::: ние полярнбсти питания термоэлектрической (56) Бобков В. А. Производство и йр)им)ене- . .-:. батареи, оттаивание льда. Заливку во11ы в ние льда. М.: Пищевая промышленность, п)ьдоформу осуществляют-последователъно

1977,::: .. -.::" .: .:, :::.,;,-.: .-::.;. -.,::.::- порциями. Воду подают в льдоформу снизу.

Авторское свидетельство СССР, -::::.- .:::::::. Каждую порцию водй замораживают, Заливк 1

N- 721647, кл; F 25 С 1/12, 1980, ) ::;::,:,,: -:::-.. . . очередной порции воды производят по)алв-оттайки предыдущего полученного спая",2 ил., )

) .Изобретение относится к льдотехнике и . его удаляют из емкости, добавляют туда воМохсВТ быть использовано при получении ку- : ду и BHOBb включают режим охлаждения, биковогой блочного льда в формах и ваннах: -:.: Известный способ характеризуется а с целью дальнейшего его применения дпя - :-:- большими временными и энергетическими охлаждения напитков, медицинских и лабо- ", ", затратами на"полученйе) льда"толщиной 15.—... р раторных целей. а также в ледовых аккуму- :: 20 мм, которая требуется при использова-:, ляторах холода.:,.:-- : -: . " .. : . : .: нии льда для охлаждения Наййтко)в,.ПоддерИзвестен традиционный способ.получе-:. живание всей массы водь1 при низкой ния льда в формах или ваннах с едйновре-:: . температуре обуславливает дополмитель- . менной заливкой всей замороженной массы " ные теплопритоки к емкости и существенно воды. последующйм охлаждением до полно- .. затрудняет процесс нагрева емкости при отго замораживания и нагревом формы для . тайке, оттайки льда..; ..:. - - -,, . :: .:.:: - Цель изобретения - сокращ)ени)е време-, - Найболее близким к изобретению явля-, .-ни образования блока льда. ется способ получения льда в термоэлектри- " .; :::. Цель достигается тем, что в предлагаеческом льдогенераторе, В емкости, : мом способе намораживания льда в термозаполненной водой, намораживаютслойльда . элект)рйческом льдогенераторе заливку заданной небольшой толщины, затем пере- - воды в льдогенератор осуществляют после-, ключают полярность питания термоэлектри- .. -.. довательно порциями, воду подают в льдоческого источника холода для - нагрева форму. снизу, .каждую порцйю воды емкости. Лед оттаивает и всплывает. Затем охпаждаютдо зам)оражив)ания, зате)м произ1747821 водят оттайку полученного слоя от стенок и залйвают очередную порцию воды.

Сущность способа сострит в том, что при заливке очередной порции воды в форму блок льда всплывает и замораживанию подвергается близлежащий к источнику холода слой воды, что существенно сокращает энергозатраты йа замораживание.

На фиг. 1 изображена при нци 1йал ь"на я схема льдогенератора, реализующего пред: лагаемый способ; на фиг. 2 — рассчетные зависимости относйтельного сокращения времени замораживания гн/гБ от -количества слоев или циклов ззморажиаайия. На чертежах введены обозначения: 1ванна, 2 — лед, 3 — термоэлектрическая батарея, 4 — теплообменник на горячей стороне термобатареи, 5 — ресивер, 6трубопровод, 7, 8 — вентили, h — высота I-го слоя льда, I — ЧИ! — йомера слоев, Н вЂ” высота форм ы.

Согласно фиг. 2: 1 — зависимость гн/ГБ»

; «(х) для неограниченной ванны; 2 — тн/гБ(х) для льдоформы с соотношением" вь1соты и диаметра Н/d = 0,35; тн и rg - время получения льда по новому (предлагаемому) и базовому (известному) способу. . Эффект сокращения времени йолуче ния льда при его получений по йредйагаемО, Му способу базируется на квадратичной зависимости йскомого бремени оттолщины

;-;; Н намораживаемого слоя льда, что видно из : ""формулы: гпв в Тн "» г=к +ts In — +

КFo To — Т»

+ Ф а+5+ 2> где т, - время охлаждения вбды от начальной температуры Тн до То - 0 С; тз — время замораживания воды, Т» — конечная (наинизшая) температура льдОфОрмы, m8, C> — масса и теплоемкость йоды;

К вЂ” коэффициент теплоотдачи от воды к л ьдоформе;

Fo — поверхность теплообмена," г - удельная тейлота кристаллизации воды; р>>4. плотность и теплопроводность льда;

hT — перепад температур между замерзающей водой при 0 С и температурой стенки льдоформы; ໠— коэффициент теплоотдачй со сто, роны хладагента; дс

; — термическое сопротивление втвн.Так как в термоэлектрическом льдогенераторе а - со, а д, 4- 0, то время замораживания при условии AT = Const пропорционально квадрату толщины льда

5 ta H, В реальных конструкциях термоэлектрических льдогенераторов ATуСопз1 и является функцией начальной и конечной температуры льдоформы в процессе замораживания. Разработанная математическая

"0 модель учитывает эту зависимость, в резул ьтате чего функции IH/t;E; (х), изображенные

:на фиг, 2; носят не монотонный характер, а имеют экстремум, соответствующий максимальной эффективности способа.

Предлагаемый способ заключается в следующем.. ::::. -- .

Предварительно устанавливают количе-.. ство циклов-намораживания блока льда, соответствующее количеству слоев льда по

20 высоте льдоформы, например 8 (фиг, 1, I —.

Vill). При этом исходят из условия тн/гБ-+

min (фиг, 2) и"технической возможности дозирования небольших порций воды.

Подают в. льдоформу 1 снизу первую

25 порцию воды, включают термоэлектрическую батарею 3 в режим охлаждения, замораживают воду, затем переключают термобатарею в режим нагрева. Пластина льда оттаивает от стенок льдоформы, при-.

30 чем растоплению подвергается пристеночный слой льда толщиной 0,2 — 0,6 мм. Потом подают снизу следующую порцию воды и переключают термобатарею в режим охлаждения. Новая порция воды "поднимает," лед

35 вверх, т. е. лед всплывает, Очередную порцию воды замораживают до ее смерзания с плавающим блоком льда; Цикл повторяют Х раз до получения слоя льда толщиной Н, после чего roтoвый лед после последней

40 оттайки вынимают из льдоформы вручную приспособлением типа щипцов либо путем подачй большего количества воды в льдо-. форму, которая выталкивает лед наружу.

Предлагаемый способ может быть реа45 лизован в устройстве, схема котороro показана на фиг. 1, Устройство обеспечивает подачу воды в льдоформу 1 снизу по трубопроводу 7 из установленного рядом с льдоформой ресивера 5.

При открытом вентиле 7 уровень h воды в ванне поддерживается уровнем воды в ресивере 5. Во второй фазе процесса охлаждения, когда выпускное отверстие трубопровода G в льдоформе блокируется ледяной пробкой, открывают вентиль 8 и заливают в ресивер.очередную порцию воды. Данйое устройство удобно как в случае использования льдоформы с вертикальными стенками, где h=H/Õ„òàê è в расширяющейся кверху 5 . 1747821 .. 0

I льдоформе где колйчество циклов удобйее Предлагаемый способ может быть исопределять из соотношения объемов пор- . пользован в льдогенераторах кубикового и ций U = Ч/)(. Кроме описанной, возможно плиточного льда производительностью 0,2 — использование автоматического объемного 2 кг льда в час на базе серийных и нестандардоэатора с реализацией подачи воды под 5 тныхтермозлектрически:-:батарей, позволяюнапором, Создаваемым наМсбм; или гидро- " щих легко реализовать rieðåêëþ÷|..íèë статическим найором (для случая установки режимов охлаждение- нагрев. дозатора выше льдоформы).

" В широкой плоской льдоформе, рассчи- - - - Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я тываемой как"неограниченная ванна, где 10 Способ наморажйвания "льда в термоможно пренебречь теплообменом воды со :.: электрическом льдогенераторе, "включаюстейкамй, эффективноСть предлагаемого — щий охлаждение-заливаемой в льдоформу, способа.не зависит от количества Слоев,-а льдогенератора вбды, измененйе полярно"предельное сокращение времени!получе- сти йитайия термоэлектрической батареи ния льда составляет 2 — 2;5 раза. С ростом 15 льдогенератора, огтаивайие .от стенок льдосоотйощения высоты И эквйвалейтного див-: - формы образовавшегося льда, о г л и ч а юметра льдоформы Н/d ýôôåêòóìåíüøàåòñÿ: шийся тем, что, с целью сокращения,,и, начиная с Н/о = 0,35 мм, смещается в:. времени образования блока льда, заливку область труднореализуемых значений Х, -.. воды вльдоформуосуществляютпоследоваСледовательно, рекомендуемый диапазон 20 тельно пбрциями, воду подают в льдоформу применимости способа целесообразно ог-: сйизу каждую порцию воды охлаждают до рвничить условием Н/б < 0,35. Рекомендуе- . :: " замораЖйвания, затем производят оттайку " мые значения Х составляют 5 — 20 прй Н = . йолучейного слоя льда от стенок и заливают

25 мм,: .,,"" .:::: -..:;:-: ::,; очередную порцию воды. р ., .: . . .." ."..- ... „ ".. 1

1747821

0,2

Составитель И.Шабалина

Редактор М.Келемеш -Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2489 Тираж:. ::: :... .:, .:.:: " Подписное

6НИИПИ Государствейного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101